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PIP工艺对2DC/SiC-ZrB2复合材料结构和力学性能的影响 被引量:3
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作者 童长青 成来飞 +2 位作者 刘永胜 殷小玮 张立同 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2011年第3期42-45,64,共5页
采用CVI结合SI及PIP工艺制备2D C/SiC-ZrB2复合材料。研究了PIP工艺中循环浸渍次数及热处理对复合材料结构和力学性能的影响。比较了多孔C/SiC浸渍浆料后用PIP结合CVI致密化和仅用CVI致密化的效果。结果表明:浸渍裂解后,热处理温度相同... 采用CVI结合SI及PIP工艺制备2D C/SiC-ZrB2复合材料。研究了PIP工艺中循环浸渍次数及热处理对复合材料结构和力学性能的影响。比较了多孔C/SiC浸渍浆料后用PIP结合CVI致密化和仅用CVI致密化的效果。结果表明:浸渍裂解后,热处理温度相同,热处理次数对复合材料的开孔率和弯曲强度影响不大。2D C/SiC-ZrB2复合材料的弯曲强度不随PIP次数的增多而增加,PIP处理二次后,复合材料的强度逐渐增加,PIP处理五次,强度达到最大值,制备的复合材料开孔率为8.0%、弯曲强度为423 MPa。SI后用PIP结合CVI致密化比仅用CVI致密化效果好。 展开更多
关键词 C/SiC—ZrB2复合材料 化学气相渗透 浆料浸渍 先驱体浸渍裂解
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Al粉作为活性填料对PIP法SiC_f/SiC复合材料性能的影响 被引量:2
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作者 朱云洲 黄政仁 +2 位作者 董绍明 袁明 江东亮 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期954-958,共5页
利用2.5D SiC纤维预制件,通过前驱体浸渍裂解法(PIP法)制备SiC_f/SiC复合材料,通过在第一次浸渍浆料中加入活性Al粉和惰性颗粒SiC粉来提高浸渍效率.研究了活性填料的加入以及纤维表面热解碳层的厚度对材料性能的影响.结果表明,由于Al粉... 利用2.5D SiC纤维预制件,通过前驱体浸渍裂解法(PIP法)制备SiC_f/SiC复合材料,通过在第一次浸渍浆料中加入活性Al粉和惰性颗粒SiC粉来提高浸渍效率.研究了活性填料的加入以及纤维表面热解碳层的厚度对材料性能的影响.结果表明,由于Al粉在热解过程中与含碳有机小分子发生化学反应生成新的物相,使得复合材料的力学性能得到了很大的提高,在1200℃经过六个周期的浸渍裂解后,复合材料的三点弯曲强度达到441MPa,比例极限应力达到380MPa.在200~500nm厚度范围内,热解碳的厚度对复合材料的抗弯强度影响不明显.复合材料的弹性模量随着热解碳层厚度的增加而降低. 展开更多
关键词 SICF/SIC复合材料 活性填料 前驱体浸渍裂解 力学性能
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PIP工艺对2D高硅氧/甲基硅树脂复合材料结构与性能的影响 被引量:1
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作者 王磊 黄玉东 +1 位作者 刘丽 张建军 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期531-534,共4页
研究了不同浸渍工艺对2D高硅氧织物增强甲基硅树脂复合材料结构与性能的影响。结果表明,复合材料的密度及抗氧化性随着浸渍循环次数和热裂解温度的增加而增加;当热裂解温度不高于400℃时,复合材料仍具有较好的假塑性;但当热裂解温度高于... 研究了不同浸渍工艺对2D高硅氧织物增强甲基硅树脂复合材料结构与性能的影响。结果表明,复合材料的密度及抗氧化性随着浸渍循环次数和热裂解温度的增加而增加;当热裂解温度不高于400℃时,复合材料仍具有较好的假塑性;但当热裂解温度高于400℃时,复合材料表现为典型的脆性断裂。当浸渍过程中热裂解温度为400℃、循环次数为2次时,500℃热处理20 m in的复合材料的室温弯曲强度最高,为49.8 MPa,比未处理的提高了150%。 展开更多
关键词 聚合物浸渍裂解 2D复合材料 甲基硅树脂 结构与性能
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沉积温度对CVI+PIP工艺C/C复合材料微观组织及磨损性能的影响
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作者 马玉钦 王英皓 +3 位作者 李飞 鞠录岩 王刚锋 王浩 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期775-785,811,共12页
采用化学气相浸渗(CVI)与聚合物浸渍裂解法(PIP)相结合的工艺制备碳/碳(C/C)复合材料,利用CFT-I型材料表面性能综合试验仪对C/C复合材料进行往复摩擦磨损测试,采用扫描电镜对C/C复合材料的微观组织与摩擦磨损试验后的表面形貌进行表征,... 采用化学气相浸渗(CVI)与聚合物浸渍裂解法(PIP)相结合的工艺制备碳/碳(C/C)复合材料,利用CFT-I型材料表面性能综合试验仪对C/C复合材料进行往复摩擦磨损测试,采用扫描电镜对C/C复合材料的微观组织与摩擦磨损试验后的表面形貌进行表征,研究了沉积温度对CVI+PIP工艺C/C复合材料微观组织与摩擦磨损性能的影响规律。结果表明:与石墨材料相比,C/C复合材料具有更加理想的摩擦磨损性能;沉积温度为1050℃制得的C/C复合材料具有稳定的摩擦系数和最低的磨损率,在该温度下产生的孔洞和裂纹极少,浸渗效果最为理想。 展开更多
关键词 沉积温度 化学气相浸渗 聚合物浸渍裂解法 C/C复合材料
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高性能C/SiC复合材料的快速制备 被引量:28
5
作者 宋麦丽 王涛 +3 位作者 闫联生 邹武 余惠琴 刘毅佳 《新型炭材料》 SCIE EI CAS CSCD 2001年第2期57-60,共4页
研究开发了“CVI+PIP”组合工艺 ,本着“低成本、短研制周期 ,适合批量化生产”的目的 ,研制的C/SiC复合材料弯曲强度高达 5 6 1MPa ,断裂韧性高达 17MPa·m1/2 ,制成的C/SiC复合材料推力室开孔率小于 2 % ,在0 .6MPa气压下不漏气。
关键词 C/SIC复合材料 CVI工艺 浸渍裂解工艺 联合工艺 碳化硅陶瓷基 碳纤维
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聚合物浸渍裂解法制备C/C-ZrC-SiC-ZrB2复合材料及其性能研究 被引量:10
6
作者 解静 李克智 +2 位作者 付前刚 李贺军 姚西媛 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期605-610,共6页
以有机ZrC、ZrB2前驱体和聚碳硅烷的混合溶液为浸渍前驱体,利用聚合物浸渍裂解法(PIP)制备了C/C-ZrC-SiC-ZrB2复合材料,并对材料的微观形貌、弯曲和烧蚀性能进行了研究。研究结果表明:利用该方法可制备出陶瓷相填充充分且分布均匀的C/C-... 以有机ZrC、ZrB2前驱体和聚碳硅烷的混合溶液为浸渍前驱体,利用聚合物浸渍裂解法(PIP)制备了C/C-ZrC-SiC-ZrB2复合材料,并对材料的微观形貌、弯曲和烧蚀性能进行了研究。研究结果表明:利用该方法可制备出陶瓷相填充充分且分布均匀的C/C-ZrC-SiC-ZrB2复合材料。材料的弯曲强度为126.31 MPa,断面有大量的纤维束拔出,表现出良好的假塑性断裂模式。经过120 s氧–乙炔烧蚀,材料无明显烧蚀,其线烧蚀率和质量烧蚀率分别为–2.50×10-4mm/s和–1.33×10-4g/s。在材料表面不同区域形成不同的保护层,不仅能够降低氧气和热流向材料内部扩散,还具有弥补缺陷的作用,使材料表现出优异的抗烧蚀性能。 展开更多
关键词 聚合物浸渍裂解法 C C-ZrC-SiC-ZrB2复合材料 力学性能 烧蚀
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C/SiC复合材料的常压制备与性能研究 被引量:5
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作者 朱云洲 黄政仁 +2 位作者 董绍明 袁明 江东亮 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期685-689,共5页
采用聚碳硅烷作为碳化硅先驱体,以二维0°/90°正交编织碳布叠层后作为增强体,采用真空压力浸渍的方法制备了C/SiC复合材料,研究了裂解温度和浆料浓度对复合材料性能的影响.结果表明:复合材料的弯曲强度随着裂解温度的升高以及... 采用聚碳硅烷作为碳化硅先驱体,以二维0°/90°正交编织碳布叠层后作为增强体,采用真空压力浸渍的方法制备了C/SiC复合材料,研究了裂解温度和浆料浓度对复合材料性能的影响.结果表明:复合材料的弯曲强度随着裂解温度的升高以及浆料浓度的增加都呈增加趋势;基体在纤维束内部分布均匀,但依然有一些小气孔存在;在1100℃时,基体中开始生成一定量的β-SiC相,复合材料的三点弯曲强度达到232MPa,断裂韧性达到10.50MPa·m^(1/2).在断裂过程中表现出明显的韧性断裂,断口有较长的纤维拔出. 展开更多
关键词 碳/碳化硅复合材料 先驱体浸渍裂解 力学性能
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先驱体浸渍裂解结合化学气相渗透工艺下二维半和三维织构SiC/SiC复合材料的结构与性能 被引量:8
8
作者 赵爽 杨自春 周新贵 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第16期2715-2718,共4页
通过先驱体浸渍裂解工艺结合化学气相渗透工艺(PIP+CVI)制备了二维半(2.5D)和三维(3D)编织结构的碳化硅纤维增强碳化硅基(SiC/SiC)复合材料,对两者的密度、热导率、力学性能以及微观结构等进行了测试分析。结果表明,PIP+CVI工艺制备的Si... 通过先驱体浸渍裂解工艺结合化学气相渗透工艺(PIP+CVI)制备了二维半(2.5D)和三维(3D)编织结构的碳化硅纤维增强碳化硅基(SiC/SiC)复合材料,对两者的密度、热导率、力学性能以及微观结构等进行了测试分析。结果表明,PIP+CVI工艺制备的SiC/SiC复合材料具有较低的密度(1.98~2.43g·cm-3)和热导率(0.85~2.08 W·m^(-1)·K^(-1)),初期CVI纤维涂层能够提高纤维-基体界面剪切强度(~141.0 MPa),从而提高SiC/SiC复合材料的力学性能,后期CVI整体涂层明显提高了2.5DSiC/SiC复合材料的密度、热导率和力学性能,对3DSiC/SiC复合材料性能的影响不明显。 展开更多
关键词 先驱体浸渍裂解(pip) 化学气相渗透(CVI) 编织结构 碳化硅纤维增强碳化硅基(SiC/SiC)复合材料 致密度 热导率 力学性能
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CMC在航天领域的应用 被引量:16
9
作者 张权明 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1-3,共3页
论述了陶瓷基复合材料在航天领域的研究与应用,主要从陶瓷基复合材料的优势特点、制备方法、国内外研究进展以及CMC在航天型号产品上应用需要突破的难点和技术关键等五个方面进行了详细论述和介绍,提出了发展趋势和研究方向。
关键词 陶瓷基复合材料 C/SIC 化学气相浸渗法 先驱体转化法 航天领域
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聚合物浸渍裂解法制备C/C-ZrC复合材料及其性能
10
作者 赵春晓 李红 +3 位作者 任慕苏 张家宝 杨敏 孙晋良 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期248-252,277,共6页
本文以低密度C/C复合材料为坯体,有机锆聚合物为前驱体,采用聚合物浸渍裂解法(PIP)制备C/C-ZrC复合材料,并对其微观结构、力学性能、烧蚀性能以及烧蚀机理进行了研究。结果表明ZrC在材料内分布均匀,密度为2.05g·cm^(-3)的C/C-ZrC... 本文以低密度C/C复合材料为坯体,有机锆聚合物为前驱体,采用聚合物浸渍裂解法(PIP)制备C/C-ZrC复合材料,并对其微观结构、力学性能、烧蚀性能以及烧蚀机理进行了研究。结果表明ZrC在材料内分布均匀,密度为2.05g·cm^(-3)的C/C-ZrC复合材料其弯曲强度为89.70MPa,呈脆性断裂。经氢-氧焰烧蚀150s后其线烧蚀率为-2.2×10^(-3)mm·s^(-1),质量烧蚀率为-1.0×10-3g·s^(-1),远低于密度为1.86g·cm^(-3)的C/C复合材料(线烧蚀率:4.4×10^(-3) mm·s^(-1),质量烧蚀率:7.5×10^(-4)g·s^(-1));在烧蚀的过程中,ZrC表现出优先氧化,同时生成的ZrO_2阻挡层能有效阻挡热量的传递和氧气的渗透,提高了材料的抗烧蚀性能。 展开更多
关键词 C/C-ZrC复合材料 聚合物浸渍裂解法(pip) 氢氧焰烧蚀 线烧蚀率 质量烧蚀率
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基于直写成型的连续碳纤维增韧碳化硅复合材料制备与性能研究 被引量:6
11
作者 李赛 随雨浓 +2 位作者 苗恺 鲁中良 李涤尘 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2021年第15期36-41,51,共7页
连续碳纤维增韧碳化硅陶瓷复合材料具有密度低、比强度高、耐高温等优点,在核能、航空航天等高科技领域具有广阔的应用前景。采用直写成型技术,通过同轴喷头同步成形连续碳纤维与碳化硅陶瓷基体,可实现连续纤维增韧陶瓷复合材料的制备... 连续碳纤维增韧碳化硅陶瓷复合材料具有密度低、比强度高、耐高温等优点,在核能、航空航天等高科技领域具有广阔的应用前景。采用直写成型技术,通过同轴喷头同步成形连续碳纤维与碳化硅陶瓷基体,可实现连续纤维增韧陶瓷复合材料的制备及其组织与性能调控。系统研究了碳化硅浆料的固相含量、挤出流量、打印速度与打印层厚度对连续纤维增韧碳化硅直写成型坯体质量的影响,并采用XRD、SEM和力学性能测试手段对其进行了表征。结果表明,在碳化硅浆料中添加短碳纤维,可以进一步提高连续纤维增韧碳化硅复合材料的强韧性;通过先驱体浸渍裂解可减少纤维单丝间隙,使复合材料的弯曲强度达到146MPa,断裂韧性达到3.77MPa·m^(1/2)。研究结果为未来连续碳纤维增韧碳化硅陶瓷复合材料零件的快速制造提供了试验依据。 展开更多
关键词 直写成型 连续纤维 碳纤维 碳化硅陶瓷 先驱体浸渍裂解
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碳纤维增强SiBCN陶瓷基复合材料的制备及性能 被引量:4
12
作者 王秀军 张宗波 +2 位作者 曾凡 李永明 徐彩虹 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期47-50,共4页
以自制的聚硼硅氮烷(P-SiBCN)为基体聚合物利用前驱体浸渍裂解技术(PIP)制备了二维碳纤维增强SiBCN陶瓷基复合材料,并对其力学性能进行了初步研究。经8次浸渍-裂解,所得复合材料室温弯曲强度为334 MPa,800℃/氩气条件下弯曲强度367 MPa... 以自制的聚硼硅氮烷(P-SiBCN)为基体聚合物利用前驱体浸渍裂解技术(PIP)制备了二维碳纤维增强SiBCN陶瓷基复合材料,并对其力学性能进行了初步研究。经8次浸渍-裂解,所得复合材料室温弯曲强度为334 MPa,800℃/氩气条件下弯曲强度367 MPa。该复合材料未经抗氧化防护处理情况下,800℃静态空气中氧化3 h后,强度保留率约为60%。 展开更多
关键词 聚硼硅氮烷 前驱体浸渍裂解技术 陶瓷基复合材料
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用含硅芳炔树脂制备C/C-SiC复合材料 被引量:3
13
作者 鲁加荣 黄发荣 +1 位作者 袁荞龙 杜磊 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期55-60,共6页
以含硅芳炔树脂为先驱体,采用先驱体浸渍法(PIP)制备了C/C-SiC复合材料。首先通过炭化T300/含硅芳炔树脂(CFRP)制备了多孔C/C-SiC预制体,并探究了炭化工艺对所得多孔C/C-SiC预制体性能的影响,制得的多孔C/C-SiC预制体弯曲强度为98 MPa;... 以含硅芳炔树脂为先驱体,采用先驱体浸渍法(PIP)制备了C/C-SiC复合材料。首先通过炭化T300/含硅芳炔树脂(CFRP)制备了多孔C/C-SiC预制体,并探究了炭化工艺对所得多孔C/C-SiC预制体性能的影响,制得的多孔C/C-SiC预制体弯曲强度为98 MPa;然后以含硅芳炔树脂溶液为浸渍剂,浸渍多孔C/C-SiC预制体,经过4次浸渍、固化、炭化后,得到致密的C/C-SiC复合材料,其弯曲强度提升到203 MPa,同时用XRD、SEM、TEM等手段表征了复合材料的微观结构,所得C/C-SiC复合材料主要成分为β-SiC及无定型碳。 展开更多
关键词 C/C-SIC复合材料 先驱体浸渍法 含硅芳炔树脂 含硅芳炔树脂复合材料
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三维机织角联锁SiCf/SiC复合材料弯曲性能及损伤机制 被引量:11
14
作者 杨甜甜 王岭 +3 位作者 邱海鹏 王晓猛 张典堂 钱坤 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期73-80,共8页
为解决陶瓷基复合材料在服役环境中由于弯曲而导致失效的问题,从理论上分析了经向和纬向弯曲过程中复合材料弯曲受力与内部纤维之间的相互作用机制。以SiCf/SiC复合材料为例,利用微计算机断层扫描技术获得其内部纤维结构和孔隙等三维图... 为解决陶瓷基复合材料在服役环境中由于弯曲而导致失效的问题,从理论上分析了经向和纬向弯曲过程中复合材料弯曲受力与内部纤维之间的相互作用机制。以SiCf/SiC复合材料为例,利用微计算机断层扫描技术获得其内部纤维结构和孔隙等三维图像;并在此基础上,分别对三维机织角联锁SiCf/SiC复合材料经向和纬向进行弯曲性能测试,从细观、微观尺度分析弯曲损伤机制。结果表明:三维机织角联锁SiCf/SiC复合材料的纬向和经向性能明显不同,且纬向试样的弯曲强度大于经向试样;SiCf/SiC复合材料的弯曲损伤模式复杂,经向试样裂纹主要沿着经纱与纬纱接触点扩展,而纬向试样裂纹主要在纬纱束之间产生,并最终导致弯曲破坏。 展开更多
关键词 三维机织角联锁织物 SICF/SIC复合材料 先驱体浸渍裂解 三点弯曲试验 损伤机制
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先驱体浸渍裂解工艺制备碳纤维增强氮化硼基复合材料 被引量:1
15
作者 钟文丽 Samuel BERNARD +2 位作者 王思清 王应德 Philippe MIELE 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2018年第8期139-141,145,共4页
以硼吖嗪作为单体,聚硼氮烷作为先驱体,利用先驱体浸渍裂解(PIP)工艺制得碳纤维(C)增强/氮化硼(BN)基复合材料(C/BN)。结果表明:将硼吖嗪在50~60℃条件下聚合得到聚环硼氮烷,经过10个聚合物的浸渍-裂解(N2条件下加热至1450℃)周期,制得... 以硼吖嗪作为单体,聚硼氮烷作为先驱体,利用先驱体浸渍裂解(PIP)工艺制得碳纤维(C)增强/氮化硼(BN)基复合材料(C/BN)。结果表明:将硼吖嗪在50~60℃条件下聚合得到聚环硼氮烷,经过10个聚合物的浸渍-裂解(N2条件下加热至1450℃)周期,制得相对密度为94.7%的C/BN,BN基体均匀地分布在C纤维的周围,其界面结合强度低,材料表现出良好的高温稳定性,在真空条件下耐至1600℃,失重率为2%;当温度从常温升至600℃时,热导率达到5.25W/(m·℃)。 展开更多
关键词 氮化硼 硼吖嗪 聚硼氮烷 碳纤维 先驱体浸渍裂解
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CVD-SiC涂层封孔处理后C/C-ZrC-SiC复合材料的烧蚀行为
16
作者 解静 孙国栋 李辉 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期772-777,786,共7页
为提高聚合物浸渍裂解法制备的C/C-ZrC-SiC复合材料的抗烧蚀性能,采用化学气相沉积(CVD)技术对材料进行了SiC涂层表面封孔处理,并考察材料在氧乙炔环境中的烧蚀行为,明确CVD-SiC涂层对材料的抗烧蚀性能的作用。研究结果表明,CVD-SiC涂... 为提高聚合物浸渍裂解法制备的C/C-ZrC-SiC复合材料的抗烧蚀性能,采用化学气相沉积(CVD)技术对材料进行了SiC涂层表面封孔处理,并考察材料在氧乙炔环境中的烧蚀行为,明确CVD-SiC涂层对材料的抗烧蚀性能的作用。研究结果表明,CVD-SiC涂层封孔处理后材料表现出优异的抗烧蚀性能,烧蚀240 s后,其线烧蚀率仅为0.94×10-3mm/s,较无涂层材料的降低了39.4%。在烧蚀过程中,中心区域涂层及基体材料的演变过程如下:SiO_2膜包覆ZrO_2结构的形成→SiO_2膜失效→基体中Zr C和SiC的氧化→ZrO_2致密保护层的形成。SiC涂层对材料烧蚀性能的贡献主要体现在以下两方面:烧蚀中心区域的SiC涂层被氧化成SiO_2,其蒸发带走大量的热流,降低了材料的烧蚀温度;此外,SiC涂层的存在有效减少了材料内部的氧化及裂纹的形成。 展开更多
关键词 聚合物浸渍裂解法 C/C—ZrC-SiC复合材料 SIC涂层 烧蚀
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浸渍-裂解法增强碳化硅-堇青石支撑体强度
17
作者 冯斌 林珊 +2 位作者 陈家才 吴丹 廖健坤 《中国陶瓷》 CAS CSCD 北大核心 2021年第7期51-57,共7页
陶瓷过滤膜在高温烟气分离领域有着重要的应用,其关键问题在于提高陶瓷支撑体在热冲击和酸性条件下的热稳定性。本研究采用SiC-堇青石作为陶瓷支撑体材料,利用浸渍-裂解法制备得到SiC-堇青石陶瓷支撑体。研究结果表明,通过浸渍-裂解法... 陶瓷过滤膜在高温烟气分离领域有着重要的应用,其关键问题在于提高陶瓷支撑体在热冲击和酸性条件下的热稳定性。本研究采用SiC-堇青石作为陶瓷支撑体材料,利用浸渍-裂解法制备得到SiC-堇青石陶瓷支撑体。研究结果表明,通过浸渍-裂解法有效地消除了支撑体的弱结合区域,同时前驱体原位形成修补相,共同提高了体系的强度。最终制备的SiC-堇青石支撑体的平均孔径为6.2μm,开孔孔隙率为36.4%,抗弯强度49.2MPa,氮气通量为1.2×104 m^(3)/(m^(2)hbar),经过30次高温循环后抗弯强度保持约42 MPa,表现出优异的热稳定性。 展开更多
关键词 浸渍-裂解法 陶瓷支撑体 强度 热稳定性
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